МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА В ПРОИЗВОДСТВЕ ЕДКОГО НАТРА, ХЛОРА И ВОДОРОДА

Е. А. Шулаева, Н. С. Шулаев, Ю. Ф. Коваленко

Аннотация


В представленной работе приводится описание моделирования параметров электролизера в производстве едкого натра, хлора и водорода электролитическим способом. Первая стадия процесса получения едкого натра с образованием хлоргаза и амальгамы натрия осуществляется в электролизере, затем амальгама подается в разлагатель, где получается каустическая сода и водород, циркуляция ртути осуществляется насосом. Определена температурная зависимость вольт-амперной характеристики электролизера и соотношение, определяющее ток в зависимости от конструктивных параметров. Зависимость тока в электролизёре определяется как конструктивными параметрами, в частности, площадью анода и катода, расстоянием между электродами, так и технологическими параметрами: концентрацией рассола и его температурой, динамической вязкостью. Показано, что увеличение тока в электролизере с повышением температуры происходит из-за уменьшения вязкости электролита и уменьшения радиусов сольватированных ионов натрия и хлора. Определена зависимость выхода едкого натра, хлора и водорода от технологических и конструктивных параметров электролизера. Установлено, что с увеличением температуры электролита динамическая вязкость понижается, а диаметры сольватированных ионов уменьшаются, что приводит к увеличению проводимости и увеличению тока в электролизере при заданном значении напряжения между анодом и катодом. Полученные соотношения используются в разработанном имитационно-моделирующем комплексе. Использование компьютерного тренажера будет способствовать обеспечению оптимальных режимов проведения технологических процессов, прогнозировать изменение параметров при возникновении нештатных ситуаций, что повысит уровень безаварийности функционирования. В обучающем и контролирующих режимах работы с помощью имитационно-моделирующего комплекса можно оперативно оценить уровень подготовки персонала, а также при необходимости провести их обучение на основе включенных в него модулей виртуального воспроизведения технологического процесса.

Ключевые слова


электролизер;ион;катод;анод;амальгама;электролит;токовая нагрузка;the electrolyzer;ion;cathode;anode;amalgam;an electrolyte;a current load;

Литература


Шулаева Е. А., Шулаев Н. С., Коваленко Ю. Ф. Имитационно-моделирующий комплекс процесса полимеризации винилхлорида суспензионным способом // Бутлеровские сообщения. 2014. Т. 40, № 12. С. 126-132.

Shulaeva E. A., Kovalenko Yu. F., Shulaev N. S. Simulation and Modeling Software in Chemical Technology//Polymerization of Vinyl Chloride. Advanced Materials Research, 2014. vol. 1040, pp. 581-584.

Имитационно-моделирующий комплекс «Производство поливинилхлорида суспензионным способом. Стадия сушки и рассева ПВХ»/ Е. А. Шулаева, Ю. Ф. Коваленко, Н. С. Шулаев, А. В. Шарко // Научные исследования: от теории к практике: сб. материалов внутривуз. науч.-практ. конф. Уфа: Нефтегазовое дело, 2015. С. 28-30.

Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1973. 752 с.

Якименко Л. М., Пасманик М. И. Справочник по производству хлора, каустической соды и основных хлорных продуктов. М.: Химия, 1976. 600 с.

Афанасьева Р. А. Новые направления в производстве хлора, каустической соды и конструирования электролизеров // Химическая технология. 2006. № 3. С. 18-26.

Шулаева Е. А., Коваленко Ю. Ф., Шулаев Н. С. Мoдeлиpoвaниe пapaмeтpoв элeктpoлизepa в пpoизвoдcтвe eдкoгo нaтpa, хлopa и вoдopoдa //Автоматизация, энерго- и ресурсосбережение в промышленном производстве: сб. материалов I-й Междунар. науч.-техн. конф. Уфа: Изд-во Нефтегазовое дело, 2016. С. 435-437.

Шулаева Е. А., Шулаев Н. С., Коваленко Ю. Ф. Температурная зависимость вольт-амперной характеристики электролизера в производстве едкого натра // Фундаментальные и прикладные исследования в технических науках в условиях перехода предприятий на импортозамещение: проблемы и пути решения: сб. тр. Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2015. С. 158-160.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2016 Е. А. Шулаева, Н. С. Шулаев, Ю. Ф. Коваленко

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

УФА, УГНТУ, 2015